1.火法冶金、濕法冶金和電冶金的主要特點是什麼？
答：（1）火法冶金：是利用高溫加熱從礦石中提取金屬或其化合物的方法。
其技術原理是將礦石或原材料加熱到熔點以上，使之熔化為液態，經過與熔劑的冶煉及物理化學反應再冷凝為固體而提取金屬原材料，並通過對原料精煉達到提純及合金化，以製備高質量的錠坯。是金屬材料最重要的傳統製備方法。鋼鐵及大多數有色金屬（鋁、銅、鎳、鉛、鋅等）材料主要靠火法冶金方法生產。
火法冶金存在的主要問題是汙染環境。但是，用火法冶金方法提取金屬，不僅效率高且成本較低，所以，火法冶金至今仍是生產金屬材料的主要方法。
（2）濕法冶金：是指利用一些溶劑的化學作用，在水溶液或非水溶液中進行包括氧化、還原、中和、水解和絡合等反應，對原料、中間產物或二次再生資源中的金屬進行提取和分離的冶金過程。
（3）電冶金：利用電能從礦石或其他原料中提取、**或精煉金屬的冶金過程稱為電冶金。電冶金包括電熱熔煉、水溶液電解和熔鹽電解等方法。
2.簡述火法冶金和濕法冶金的基本工藝過程。
答：火法冶金：a.
礦石準備（採掘的礦石含有大量無用的脈石，所以需要經過選礦以獲得含有較多金屬元素的精礦。選礦後還需要對礦石進行焙燒、球化或燒結等工序處理使適合冶煉）、b.冶煉（礦石在高溫下用氣體或固體還原劑還原出金屬單體的過程稱為冶煉。
）c.精煉(對冶煉製取的粗金屬原料進行提高純度及合金化的處理過程)
濕法冶金：浸取（通過選擇合適的溶劑使經過處理的礦石中包含的一種或幾種有價值的金屬有選擇性地溶解到溶液中，從而與其他不溶物質分離）→固/液分離（過濾、洗滌及離心分離等操作。在固/液分離的過程中，一方面要將浸取溶液與殘渣分離，另一方面還要將留存在殘渣中的溶劑和金屬離子洗滌**）→溶液的富集（對浸取溶液的淨化和富集過程。
富集的方法有化學沉澱、離子沉澱、溶劑萃取和膜分離等）→從溶液中提取金屬或化合物（電解、化學置換和加壓氫還原）
3.電解精煉和電解提取有何不同？
答：在電冶金中，利用水溶液電解精煉金屬稱為電解精煉或可溶陽極電解，而應用水溶液電解從浸取液中提取金屬稱為電解提取或不溶陽極電解。
4.單晶材料製備中提拉法的原理。
答：（１）要生長的結晶物質材料在坩堝中熔化而不分解，不與周圍環境起反應。
（２）籽晶預熱後旋轉著下降與熔體液面接觸，同時旋轉籽晶，這一方面是為了獲得熱對稱性，另一方面也攪拌了熔體。待籽晶微熔後再緩慢向上提拉。
（３）降低坩堝溫度或熔體溫度梯度，不斷提拉，使籽晶直徑變大（即放肩階段），然後保持合適的溫度梯度和提拉速度使晶體直徑不變（即等徑生長階段）。
（４）當晶體達到所需長度後，在拉速不變的情況下公升高熔體的溫度或在溫度不變的情況下加快拉速使晶體脫離熔體液面。
（５）對晶體進行退火處理，以提高晶體均勻性和消除可能
存在的內部應力（晶體退火的目的也在於此）。
5.單晶材料製備中高溫溶液法基本原理。
答：對於一些水中難溶，而且又不適合用熔體法生長晶體的物質，一般採用高溫（＞３００℃）溶液法生長其晶體。該類方法十分類似於常溫溶液法，主要區別是高溫溶液生長溫度高，體系中的相關係更複雜。
高溫溶液法是結晶物質在高溫條件下溶於適當的助熔劑中形成溶液，在其過飽和的情況下生長為單晶的方法。因此，其基本原理與常溫溶液法相同。但助熔劑的選擇和溶液相關係的確定是高溫溶液法晶體生長的先決條件。
高溫溶液法中沒有一種助熔劑像常溫溶液中的水似的，能夠溶解多種物質並適合其晶體生長。因此，助熔劑的選擇就顯得十分重要。
6.單晶材料製備中區域熔化法的原理。
答：要製備單晶，可將單晶體籽晶放在料舟的左邊。籽晶須部分熔化，以便提供乙個清潔的生長表面。
然後熔區向右移動，倘若材料很容易結晶也可以不要籽晶。熱源可以是熔體、料舟或受感器耦合的射頻加熱。其他熱源包括電阻元件的輻射加熱、電子轟擊以及強燈光或日光的聚焦輻射。
（在水平區熔中容器必須和熔體相適應。即使熔體和料舟不起反應也可能與之足夠浸潤，這樣，生長出的晶體會吸附在料舟上。由於冷卻時收縮的不同，這可能引起應變，並且常使晶體很難從料舟中取出。
有時用可以變形的或軟的料舟來克服這些困難。如果使料舟的左端收尖，不需要籽晶的單晶成核往往是可能發生的。
水平區熔法：（１）將結晶物質在坩堝中製成鑄錠。（２）使坩堝一端移向高溫區域，形成熔體。
（３）坩堝繼續移動，移出高溫區的熔體形成晶體，進入高溫區的料錠熔化形成熔體。（４）坩堝的另一端移出高溫區後生長結束。
浮區法：（１）將多晶料棒緊靠籽晶。（２）射頻感應加熱，使多晶料棒靠近籽晶一端形成乙個熔化區，並使籽晶微熔，熔化區靠表面張力支援而不流淌。
（３）同速向下移動多晶料棒和晶體，相當於熔化區向上移動，單晶逐漸長大，而料棒不斷縮短，直至多晶料棒全部轉變為單晶體。
7.何謂復合鑄造？
答：復合鑄造是指將兩種或兩種以上具有不同效能的金屬材料鑄造成為乙個完整的鑄件，使鑄件的不同部位具有不同的效能，以滿足使用的要求。通常是一種合金具有較高的力學效能，而另一種或幾種合金則具有抗磨、耐蝕、耐熱等特殊使用效能。
8.列舉幾個復合鑄造新工藝（原理、特點）
a．水平磁場(lmf)制動復合連鑄法：水平磁場安裝在結晶器的下部，兩種不同化學成分的金屬液分別通過長型和短型的浸入式澆口同時注入結晶器的上部和下部。
水平磁場的制動力對垂直穿過水平磁場的鋼液流產生作用，從而阻止兩種金屬液的混合。根據磁流體動力學的原理，在結晶器中形成以水平磁場為界的上下兩部。
冷卻仍然採用水冷銅結晶器和出結晶器後噴水冷卻兩種方式。位於結晶器上部的熔融鋼液凝固形成復合鋼坯的外層，位於結晶器下部的鋼液凝固成復合鋼坯的芯部。
b. 包覆層連續鑄造法（cpc）：工藝簡單，復合效能好，生產成本低。
軋輥輥芯材料1垂直地放於水冷紫銅的結晶器8中，為了減小剛進入結晶器金屬的冷卻強度，防止出現裂紋，在結晶器的上部設定和結晶器同軸心的石墨隔離環7。將金屬液4澆注到配置在結晶器和隔離環上方的耐火材料澆口杯6和輥芯材料之間，使外層金屬液和輥芯熔合，並順序向上凝固，將凝固部分連續向下拉拔，實現連續鑄造復合輥外層9。
為了實現輥芯金屬和外層金屬的冶金結合，需要控制外層金屬液的溫度，因此在耐火材料澆口杯的外面設定感應加**圈5。為了實現輥芯金屬和外層金屬的良好復合，需要預熱輥芯材料，防止輥芯材料進入外層金屬液時的溫度太低，因此在輥芯材料的外面設定感應**圈3。為了防止輥芯在進入外層金屬液前被氧化，需要在輥芯材料的外面塗一層防氧化塗料2。
c. 反向凝固連鑄復合法：母帶6從下向上以一定速度穿過熔池5，熔池內裝有一定量和溫度的包覆層金屬液4，包覆層金屬液附在母帶表面凝固，凝固的厚度逐步增加，直至完全通過包覆層金屬液；然後通過一對軋輥2對母帶及附在母帶表面凝固層3進行軋制，達到平整表面、控制復合帶材厚度的目的，最終獲得所需的復合帶材產品。
反向凝固工藝中，凝固方向為從裡向外(即從母帶表面開始凝固)，有別於一般連鑄的從外向裡的凝固工藝，因此稱為反向凝固工藝。
d. 復合線材鑄拉法：復合線材鑄拉法是傳統的熱浸鍍、連續鑄造和拉伸變形三項工藝的結合。它主要包括鋼絲表面處理、鋼絲預熱、鑄拉和後處理四個工藝環節。
將預先處理好的鋼絲1由上向下穿過保溫爐2、結晶器4和拉拔模6，然後澆注鋁液3，拉拔鋼絲帶動復合導線經過拉拔模6，獲得表面光滑的復合導線。
e. 雙流連鑄梯度復合法：在傳統的連續鑄造基礎上增加乙個內澆包2及其內導管4。
內澆包2及外澆包3分別容納不同成分的兩種金屬液體，流經外澆包的金屬液體經出水口後直接進入結晶器6中，受激冷而首先凝固成具有一定厚度的薄殼，當內澆包的熔體脫離內導管口時則被凝固薄殼和富含籽晶和熔斷枝晶的殘餘外部金屬液包圍。
通過調整鑄造時的工藝引數，可以控制內、外澆包中兩種液體的凝固時間差，促進結晶器內熔體由外向內順序凝固，實現兩種液體的部分混合。內澆包熔體的流量由內導管中的液流控制閥5來調節，外澆包熔體的流量由拉錠速度所規定的總物質流和內澆包熔體的流量間接控制。
f. 雙結晶器連鑄法：雙結晶器連鑄雙金屬複合材料的原理如圖所示，其工藝的思路是：
沿拉坯方向設定兩個同軸的結晶器4和10，芯部金屬在上結晶器4中凝固，進入到下保溫坩堝7中的外層包覆金屬液中，在下結晶器10中外層金屬凝固並與芯部金屬形成冶金結合，實現連鑄包覆。
g. 充芯連鑄法：是一種用於製備高熔點金屬包覆低熔點金屬的複合材料的新工藝，是在連鑄外層金屬管殼中充填芯部金屬液體並使之凝固，以實現兩種金屬的復合。
結晶器9和芯部金屬液導流管4沿引錠方向配置於同一軸線上；芯部金屬液導流管4的上端緊密與芯部金屬控溫坩堝2連線，下端伸人外層包覆金屬控溫坩堝7和結晶器9中，形成外層金屬凝固的型芯；結晶器9上端緊密與外層金屬控溫坩堝7連線；控溫坩堝2、7通過感應加熱器1、5進行加熱和保溫，在結晶器9的出口處設定有二次冷卻裝置。
連鑄復合成形工藝過程為：外層金屬由控溫坩堝7加熱和保溫，並注入由結晶器9和芯部金屬液導流管4構成的鑄型中，凝固成外層金屬管；芯部金屬由控溫坩堝2加熱和保溫，通過芯部金屬液導流管4澆注到外層金屬管中與其熔合併凝固。包覆金屬和芯部金屬所需的冷卻速度由牽引機構的引錠速度、結晶器9的冷卻強度、控溫坩堝2和7、二次冷卻裝置冷卻強度控制。
cfc法適合於銅包鋁線等一類包覆層金屬溫度高於芯部金屬的複合材料的成形
9.實現連續擠壓的條件 。
答：為了實現連續擠壓，必須滿足以下兩個基本條件：
(1)不需借助擠壓軸和擠壓墊片的直接作用，即可對坯料施加足夠的力以實現擠壓變形；(2)擠壓筒應具有無限連續工作長度，以便使用無限長的坯料。
連續擠壓特點。
答：優點：(1)由於擠壓型腔與坯料之間的摩擦大部分得到有效利用，擠壓變形的能耗大大降低。
常規正擠壓法中，用於克服擠壓筒壁上的摩擦所消耗的能量可達整個擠壓變形能耗的30％以上，有的甚至可達50％。據計算，在其它條件基本相同的條件下，conform連續擠壓可比常規正擠壓的能耗降低30％以上。
(2)可以省略常規熱擠壓中坯料的加熱工序，節省加熱裝置投資，通過有效利用摩擦發熱而節省能耗。conform連續擠壓時，作用於坯料表面上的摩擦所產生的摩擦熱，連同塑性變形熱，可以使擠壓坯料上公升到400-500℃(鋁及鋁合金)甚至更高(銅及銅合金)，以至於坯料不需加熱或採用較低溫度預熱即可實現熱擠壓，從而大大節省擠壓生產的熱電費用。
(3)可以實現真正意義上的無間斷連續生產，獲得長度達到數千公尺乃至數萬公尺的成捲製品，如小尺寸薄壁鋁合金盤管、鋁包鋼導線等。 顯著減少間隙性非生產時間，提高勞動生產率；對於細小斷面尺寸製品，可以大大簡化生產工藝、縮短生產週期；
大幅度地減少擠壓壓餘、切頭尾等幾何廢料，可將擠壓製品的成品率提高到90％以上，甚至可高達95％-98.5％；大大提高製品沿長度方向組織、效能的均勻性。
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